同向平行电流间互相吸引实验的探析

螺线管相邻各匝由于流过相同方向的平行电流而相互吸引,其周期性的收缩、伸长跳动可以演绎同向平行电流间互相吸引实验。利用毕奥萨伐尔定律,计算出两共轴平行圆环电流的互感,通过求其微分,得出其相互作用力的解析表达式,并通过数值计算得到作用力的大小,再求出实验对电流的需求值,得到降低电流并增大磁感应强度这一改进实验的有效方式,使实验效果更佳。     

垂直入射时无限长分层柱电磁散射的改进算法及应用

结合非均匀球粒子对平面波散射的散射场计算的改进算法,提出了平面波垂直入射无限长分层圆柱散射场快速稳定而有效的改进电磁散射算法。与已有算法相比,改进算法所能计算的无限长非均匀介质圆柱的尺寸参量突破10000,计算层数达到106,并且计算时间很短,最多仅为几秒。该算法可以用于不同的波段以及不同领域的任意无耗或吸收无限长圆柱体散射场的计算。最后将该算法应用于梯度折射率聚合物光纤(GI-POF)散射特性的研究,为非接触、在线测量聚合物光纤折射率分布提供了理论依据。     

陶瓷材料在压剪联合冲击加载下动态响应的实验研究

 应用57 mm压剪炮和双磁场IMPS粒子测试系统对95%的Al₂O₃陶瓷材料在压剪联合加载条件下的力学行为进行了实验研究,测量得到了材料内部压缩波（P波）、剪切波（S波）的加载、卸载和传播规律。对剪切波的衰减随载荷的变化进行了研究,初步得到95% Al₂O₃陶瓷材料在压剪联合载荷冲击下发生损伤的纵向应力阀值是4.86 GPa。     

单层MXene纳米片Ti2N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应

二维材料MXene纳米片由于具有较大的比表面积和较高的电子迁移率而受到广泛的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层MXene纳米片Ti₂N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应进行了系统研究。结果表明,所有过渡金属掺杂体系结合能均为负值,结构均稳定;其中Ti₂N-Sc体系的形成能为-2.242 eV,结构更易形成,且保持稳定;掺杂后Ti₂N-Sc、Ti₂N-Zr体系磁矩增大;此外,Ti₂N-Sc体系中保留了较高的自旋极化率,达到84.9%,可预测该体系在自旋电子学中具有潜在的应用价值。     

一种提升三浮陀螺标定快速性的磁悬浮结构优化设计

针对三浮陀螺在单表测试和惯性平台标定过程中陀螺姿态变化时浮子跑动距离远、等待恢复时间长而影响平台标定快速性的问题,提出了一种提升三浮陀螺标定快速性的磁悬浮结构优化设计。在分析浮子的运动规律的基础上建立了浮子动力学模型和径向磁悬浮最小电磁力设计模型,并在现有约束条件下对径向磁悬浮进行电磁结构优化,提升其力能特性。实验结果表明,优化后浮子跑动距离由5μm减小到0.2μm以内,浮子回中等待时间由60 s缩短至10 s以内。在相同的标定环境下,陀螺姿态变换到位置后120 s开始采数,标定精度同比提高了约1个数量级,预计可以节约平台标定等待时间6～8 min,有效提高了三浮陀螺仪的标定快速性。     

电枢膛内高速运动控制仿真与试验

电磁轨道发射的过程中,电枢在膛内高速运动时会受到电磁力、电枢初始正压力、摩擦力、空气阻力、烧蚀阻力等多种因素影响,电枢的出口速度呈现出在一定范围内波动的特征。为了提高电枢的出口速度精度,针对膛内电枢与轨道摩擦不均衡性和烧蚀程度不确定的特性,综合考虑脉冲成形网络的电路模型与电枢的动力学特征,建立了电枢在膛内的运动开环控制仿真模型。通过仿真,得出了脉冲电源模块触发时刻与电枢出口速度之间的关系,提出了电枢出口速度闭环控制模型,探究了电枢出口速度控制可行方案。结果表明:应用闭环控制算法,可实现对电枢出口速度的精确控制。     

Electron paramagnetic resonance study of amphiphiles partitioning behavior in desiccation-tolerant moss during dehydration

Desiccation tolerance is a crucial characteristic for desert moss surviving in arid regions. Desiccation procedure always induces amphiphiles transferring from the polar cytoplasm into lipid bodies. The behavior of amphiphiles transferring can contribute to the enhancement of desiccation tolerance and the reduction of plasma membrane integrity simultaneously. The effects of amphiphiles partitioning into the lipid phase during water loss has been studied for pollen and seeds using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. However, desiccation-tolerant high plants occur among mosses, several angiosperms and higher plants seeds or pollens. They have different strategies for survival in dehydration and rehydration. A desiccation-tolerant moss Tortula desertorum was used to investigate the behaviors of amphiphilic molecules during drying by spin label technology. There are small amount of amphiphilic probes partitioning into membrane during moss leaves dehydration, comparing with that in higher plants. Cytoplasm viscosity changed from 1.14 into glass state only dehydration less than 60 min. Moss leaves lost plasma membrane integrity slightly, from 0.115 to 0.237, occurred simultaneously with amphiphiles partition. The results showed the more advantages of mosses than higher plants in adapting fast dehydration. We propose that EPR spin label is feasible for studying the amphiphiles partitioning mechanisms in membrane protection and damage for desiccation-tolerant mosses.     

碳化硅块状气凝胶的制备及应用

碳化硅气凝胶具有高温稳定性、低热膨胀系数、良好的抗热震性以及抗氧化和耐腐蚀等优异的性质,在高温和高腐蚀性环境下的隔热、电磁吸波、过滤和吸附等领域具有较大的应用潜力。然而,块状碳化硅气凝胶的可控制备一直是一项较大的挑战。本文综述了块状碳化硅气凝胶在制备工艺和应用两个方面的研究进展,首先分析总结了各种制备工艺及其优缺点,包括有机/SiO₂复合气凝胶碳热还原法、预陶瓷化聚合物裂解法、化学气相沉积法、高温气相渗硅法和碳化硅纳米线组装法;然后,详细介绍了碳化硅气凝胶在高温隔热和电磁吸波两个领域的应用研究进展;最后,展望了碳化硅气凝胶未来的若干发展方向。     

自生核壳结构MnO2的电磁性能及其生长机理研究

采用水热合成法,以(NH₄)₂S₂O₈作氧化剂,以MnSO₄·H₂O为锰源,制备了自生核壳结构MnO₂粉体。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、振动样品磁强计和热重分析对产物进行成分、晶型、形貌、磁性能和热稳定性分析,并通过电磁参数的测试对产物的电磁特性以及电磁波损耗机制进行阐述。结果表明：所制得粉体是直径3～5 μm的核壳结构海胆球形MnO₂,其复介电常数实部在8.40～5.35,虚部在2.66～2.07;复磁导率实部和虚部都很小,分别在1.04～1.14和0.03～0.21范围内。最后分析了核壳结构MnO₂的电磁波损耗机制以及热稳定性能。